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基于知识图谱和专利地图的我国抗肝癌药物研发态势研究

2018-01-08

医学信息 2018年21期
关键词:知识图谱肝癌

许 吉

摘   要:目的  基于知识图谱和专利地图对我国肝癌药物研发态势进行研究。方法  数据来源于CNKI和SPOOTAT数据库,通过专利-论文趋势曲线绘制技术与科学互动历程及趋势,通过文献频次分析产业机构和学术机构的竞争格局,通过关键词共现图分析科学与技术的前沿热点交互演进关系,利用cytospace绘制合作网络关系图,将作者团队关系可视化。结果  中国抗肝癌药物研发专利和学术论文的时间分布曲线交替上升,2000年是重要的时间节点;科学研究与技术创新基本同步,围绕细胞实验、化学成分研究、基因治疗等;中国药科大学、中国人民解放军第二军医大学在论文数量和专利数量位居榜首;大连医科大学第二附属医院的张红是领域内的核心作者,鼎泓国际投资(香港)有限公司的赵镭专利占有量最多,杨世林团队是本领域的核心团队。结论  我国肝癌药物研发处于稳定上升状态;成分研究、基因治疗是目前的研究热点;高校和科研院所是论文和专利的主要贡献者,高校与企业紧密结合产学研一体化将促进创新成果转化。

关键词:知识图谱;专利地图;肝癌;药物研发;竞争态势

中图分类号:G306;R735.7                               文獻标识码:A                          DOI:10.3969/j.issn.1006-1959.2018.21.007

文章编号:1006-1959(2018)21-0019-05

Research and Development Situation of Anti-liver Cancer Drugs in China Based on Knowledge Map and Patent Map

XU Ji

(Health Service Collaborative Innovation Center of Shanghai University of Traditional Chinese Medicine,Shanghai 201203,China)

Abstract:Objective  To study the research and development of liver cancer drugs in China based on knowledge map and patent map.Methods  The data is derived from the CNKI and SPOOTAT databases. Through the patent-thesis trend curve mapping technology and scientific interaction process and trend, through the literature frequency analysis of the competitive landscape of industrial institutions and academic institutions, the frontier hotspots of science and technology are analyzed through keyword co-occurrence maps. Interactive evolution relationship, using cytospace to draw a cooperative network relationship diagram to visualize the author team relationship.Results  The time distribution curve of Chinese anti-liver cancer drug development patent and academic papers rose alternately, 2000 was an important time node, scientific research and technological innovation basically synchronized, around cell experiment, chemical composition research, gene therapy, etc. The University of Pharmacology and the second military Medical University of the Chinese people's Liberation Army (PLA) ranked first in the number of papers and patents; Zhang Hong of the second affiliated Hospital of Dalian Medical University is the core author of the field,Zhao Lei International Investment (Hong Kong) Co., Ltd. has the largest number of Zhao Lei patents, and the Yang Shilin team is the core team in this field. Conclusion  The research and development of liver cancer drugs in China is in a stable rising state; component research and gene therapy are the current research hotspots; universities and research institutes are the main contributors to papers and patents, and the integration of industry, university and research with universities and enterprises will promote the transformation of innovation results.

Key words:Knowledge map;Patent map;Liver cancer;Drug research and development;Competition situation

中國是肝癌的高发病地区,GLOBOCAN 2012[1]估计2012年世界肝癌发病782451例,占同期世界癌症发病总数的5.6%,中国发病394770例,占同期中国癌症发病总数的12.9%,分别居同期中国男、女性和合计癌症发病顺位的第 2、5 和 2 位。对抗肝癌药物的研究一直是药企和科研院所的重要课题。因此,肝癌药物研发领域竞争是非常激烈的。科技竞争力是竞争力的重要组成部分,可以从一定程度上反映产业科技总量、实力以及科技水平与潜力。王兴旺等[2]以科技竞争态势分析为目标,从科学与技术的关联性角度提出基于知识图谱和专利地图的科技竞争态势分析方法,提出从学术论文角度获取科研研究趋势、科学研究热点、科研机构实力、科研团队实力四个方面数据,从专利文献角度获取技术研发趋势、技术研发热点、研发机构实力、研发团队实力方面的数据,科学研究趋势结合技术研发趋势可以对行业发展趋势进行分析, 科学研究热点集合技术研发热点可以对行业知识、技术创新热点进行分析,科研机构实力结合技术研发机构实力对研发机构进行分析,科研团队实力结合技术研发团队进行研发团队的分析。本文借鉴该方法,通过分析学术论文和专利文献对我国抗肝癌药物科技发展互动趋势进行分析。

1数据来源和研究方法

1.1 数据来源  本次数据来源于两个数据库,论文数据从CNKI数据库中获取,专利数据库取自SPOOTAT数据库。检索时间为2017年6月,检索方式如下:在CNKI数据库中,检索限定在“中药学”、“药学”栏目下,时间范围为:1915年~2016年。主题检索,“肝癌”通过“主题=肝细胞腺瘤 OR 主题=肝内胆管腺瘤 OR 主题=肝胆管腺瘤 OR 主题=肝内胆管囊腺瘤 OR 主题=肝胆管囊腺瘤 OR 主题= 肝细胞癌 OR 主题=肝细胞性癌 OR 主题=肝癌……”等词进行扩展,抗癌通过“主题=抗肿瘤 OR 主题=抗癌 OR 主题=抗瘤 OR 主题=抑肿瘤 OR 主题=抑癌 OR 主题=抑瘤 OR 主题=抑制肿瘤 OR 主题=抑制癌 OR 主题=抑制瘤 OR 主题=祛瘤 OR 主题=消瘤 OR 主题=祛肿瘤……”等词进行扩展。通过检索,得到数据2900条。

在SPOOTAT数据库中,通过IPC专利分类号A61P35/00,限定数据来源在“抗肿瘤药”下位,时间限定为:1915年~2016年。通过“肝细胞癌OR肝细胞性癌OR肝内胆管细胞癌OR肝胆管细胞癌OR肝母细胞癌OR肝胆管细胞癌OR肝癌OR肝肿瘤”等词对“肝癌”进行扩展。得到专利数据4746条,其中有权专利1919条。

1.2方法  本文将论文和专利两种信息有机结合并在统一图表内观察,从时间趋势、技术热点、竞争关系等角度分析技术创新与科学研究之间的互动规律及发展趋势。通过专利-论文趋势曲线分析技术与科学之间的互动历程及趋势,通过合作网络关系分析产业机构和学术机构的竞争格局,通过关键词共现图分析科学与技术的前沿热点交互演进关系等。科技领域内的团体合作现象可以反映出该领域未来的竞争格局,本文采用cytospace绘制合作网络关系图,将产业结构和学术机构的合作关系可视化,并从中得出他们的关键者以及密切程度。

2 结果和分析

2.1科技发展趋势分析  在本课题中,从论文发展趋势来看,1965年第1篇关于肝癌抗肿瘤药物研究《长春花生物碱部分之一 AC-875的抗肿瘤作用及毒性》发表于《药学学报》,由张素胤等撰写。从1974年开始呈现一个连续性的研究态势,文献量处于缓慢增长态势,2006年开始出现文献量快速上升,每年发表文献量都超过100篇。2010年又出现了一个文献增长期,至今文献量都平稳发表在200篇以上。

在本课题中,从专利有权量来看,我国第一个获得肝癌抗肿瘤药物研究授权的专利为1993年,之后处于缓慢上升态势,2000年后专利授权量出现快速增长,到2013、2014、2015年,专利量在500个以上。从发表时间来看,理论研究要早于专利文献。论文和专利基本处于同步趋势状态,2000年是一个重要的时间节点。2000年前,论文量基本上是高于专利文献量的,两者的数据差并不明显。但是在2000年后,专利文献出现了显著增长,明显高于论文量。通过查询资料,发现2000年是我国知识产权事业发展史上具有重要意义的一年。这一年,修改了《中华人共和国专利法》。根据我国加入世贸组织的新形势,起草了《中华人民共和国商标法修正案(草案)》,通过了《中华人民共和国著作权法修正案(草案)》。2000年,我国专利申请迅速增加。见图1。

2.2科研创新热点分析  学术论文中出现的关键词是作者归纳总结论文的要点词语,可以从一定程度上反映该文献的内容,那么通过对高频词关键词的统计分析,可以体现某一学科的科学研究热点。图2是从论文角度对近十年的论文关键词进行的知识共现图谱,来源于CNKI知识共现。从图2可以看出,抗肝癌药物研究的科学研究热点和知识创新主要有3个方面:①主要以实验研究为主,动物研究对象是小鼠,细胞研究对象是HepG2细胞。②实验指标观察集中在抑瘤率、细胞增殖、细胞周期、细胞凋亡等。③抗肝癌药物活性的研究,化学成分研究是该领域的一个热点。

因为在SOOPAT专利数据库中没有关键词。所以,我们通过统计专利技术分类号(IPC),来对肝癌药物研发的技术研发和创新重点技术进行统计,制作研发重点及趋势图。对十年数据进行分析,对出现频次最靠前的5个IPC分类进行分析(图3),发现近十年,A61K39/395(抗体)处于平稳上升势头,这是关于抗体研究的,例如专利文献“抗肝癌活性单克隆抗体及其应用” 。A61K39/395这是IPC分类中最大面积的版块,从2007年开始呈现增长趋势,2013年的时候达到峰值,而后有所下降,但仍处于较高水平。A61K48/00(含有插入到活体细胞中的遗传物质以治疗遗传病的医药配制品;基因治疗)处于快速增长状态,说明近年来,基因治疗在抗肿瘤药物研发中的快速发展势头。

从论文和专利文献的热点和重点来讲,论文中的细胞实验,化学成分研究与专利技术文献中的基因治疗基本匹配,两者处于同步发展研究状态。

2.3竞争机构和人才分析

2.3.1科技研发机构分析  竞争机构主要分为科学研究和技术研发两部分来分析。论文一般反映了科学研究情况;专利量一般反映了技术研发情况。图4是为抗肝癌药物论文情况,图5是对1919条有权专利进行统计,以了解抗肝癌药物有权专利情况。

由图4可知,发文量最高的机构是中国药科大学,依次是南京中医药大学,黑龙江中医药大学,河南大学,体现了这些学校在肝癌药物研发这个领域的科研实力。由图5可知,拥有专利数最多的是中国人民解放军第二军医大学,其次是鼎泓国际投资(香港)有限公司,福州大学,复旦大学,显示了在肝癌药物技术领域里较有实力的单位。

对论文排名前30的机构和专利数量排名前30的机构进行比较(见表1),发现有8个机构共同出现,他们是中国人民解放军第二军医大学(专利第一)、中国药科大学(论文第一)、苏州大学、四川大学、上海中医药大学、广东药学院、厦门大学、中国科学院上海药物研究所。这8所院校在论文量和专利量上都出排行榜的前列,体现了他们在肝癌药物研发上的领先地位。

2.3.2科技研发人才分析  人才主要从科学研究人才和技术研发人才。表2是为抗肝癌药物论文作者情况,表3是专利发明人情况。从表2和表3的情况,可以大致了解肝癌药物研发领域目前人才分布状况。

由表2可知,来自大连医科大学第二附属医院的张红发表论文数量第一。大连医科大学第二附属医院在论文排行榜上排名第15,有27篇关于抗肝癌药物的文献, 其中66.7%由张红贡献。可见,一个高产作者对提升机构整体实力的强大作用。

由表3可知,鼎泓国际投资(香港)有限公司的赵镭拥有36项目专利,是专利数拥有量最多的发明人。苏州大学虽然在专利排行榜上排在第8位,但是却有一个成熟的团队,杨世林、刘艳丽、许琼明、李笑然、陈重、李夏。我们利用cytospace制作了发明人关系网(图6),发现杨世林、刘艳丽、许琼明三人共同拥有26件发明专利,李笑然、李夏、罗晓健、陈兰英均是团队中的主要成员。进一步搜索发现,杨世林是江西本草天工科技有限责任公司法定代表人。所以,这26项专利中有18份专利属于苏州大学,8份专利属于江西本草天工科技有限责任公司。

中国人民解放军第二军医大学、中国药科大学分别在论文量和专利拥有量上排名第一,体现了这两个机构在抗肝癌药物研发领域的地位。大连医科大学第二附属医院的张红是领域内的核心作者,主要观察中药复方(半边莲煎剂、芪薏益肝煎、化积益肝煎等)和中药提取物(露蜂房提取物、榄香烯、水蛭素等)对肝癌细胞或肝癌小鼠的作用机制。张红虽然在科研领域中有着重要地位,但是没有从技术领域申请专利。专利占有量最大的是来自鼎泓国际投资(香港)有限公司的赵镭,由于来自公司,所以注重技术占领,不注重科研成果发布。苏州大学的杨世林在专利量和论文量都有建树,他的团队拥有专利26项,发表论文6篇,可以说是抗肝癌药物研发这一领域中的重要人物。

3 总结

论文和专利这两种信息类型之间既相互影响。论文是作为测度科学研究活动的指标存在,专利则是用于测度产业技术创新的指标[3]。科学研究是发明技术创新的基础,而学术研究则服务于产业应用,两者以相辅相成、相互促进的方式活动着[4]。论文与专利结合大致可以看出某一行业的趋势。

从科技发展趋势来看,我国关于抗肝癌药物研发的文献,2000年前论文量高于专利文献量,两者的数据量差别不明显。2000年后专利文献出现了显著增长,明显高于论文量。可能是国家新形势促使专利申请快速增长,人们越来越注重知识产权保护。

從创新热点来看,科学研究与技术创新基本同步,随着细胞技术、基因治疗的快速发展,近期的研究热点都围绕着细胞实验、化学成分研究、基因治疗等,体现了学术研究与产业应用之间的紧密关系。

从竞争趋势来看,发文量最高的机构是中国药科大学,拥有专利数最多的是中国人民解放军第二军医大学。在论文量和专利量上都出排行榜上均排在前列的是中国人民解放军第二军医大学(专利第一)、中国药科大学(论文第一)、苏州大学、四川大学、上海中医药大学、广东药学院、厦门大学、中国科学院上海药物研究所。当然,由于本论文未纳入外文数据,所以可能在论文上未能完全体现机构实力。

从作者团队角度来看,来自大连医科大学第二附属医院的张红发表论文数量第一。鼎泓国际投资(香港)有限公司的赵镭是专利数拥有量最多的发明人。苏州大学的杨世林在专利量和论文量都有建树,并且与刘艳丽、许琼明等组成的团队是本领域的核心团队。值得一提的是,张红、杨世林团队的论文和专利主要是关于中药复方或中药提取物应用于肝癌的研究。

参考文献:

[1]Ferlay J,Soerjomataram I,Ervik M,et al. GLOBOCAN 2012 v1.0,Cancer Incidence and Mortality Worldwide:ARC Cancer Base No. 11 [DB/OL].Lyon:International A-gency for Research on Cancer.2013. http://globocan.iarc.fr2015-03-15.

[2]王兴旺,尚建翠,高卫卫,等.基于知识图谱和专利地图的科技竞争态势分析方法研究[J].现代情报,2015,35(09):105-110.

[3] 余敏杰,丁楠.基于论文和专利的光纤技术发展态势分析[J].科技与经济,2014,27(04):66-70.

[4] 徐丹丹.专利文本聚类分析及可视化研究[D].南京理工大学出版社,2009.

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